转换器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及转换器装置，使直流链路电容器的初始充电时间最优化。转换器装置具备：主电路部，其将从交流电源输入的交流转换为直流并向处于直流侧的直流链路输出；直流链路电容器，其被设置于直流链路；交流电压检测部，其检测主电路部的交流输入侧的交流电压峰值；直流链路电容器电压检测部，其检测直流链路电容器电压值；初始充电部，其具有用于将主电路部与直流链路电容器之间的电路接通和断开的开关以及与该开关并联连接的充电电阻器；电流检测部，其检测流入主电路部或者从主电路部流出的电流值；以及电压基准值设定部，其根据在开关从断开切换为闭合时由电流检测部检测出的电流值来设定电压基准值。

【技术实现步骤摘要】
转换器装置
本专利技术涉及一种使直流链路电容器的初始充电时间最优化的转换器装置。
技术介绍
在对包括机床、机器人等的机械中设置的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，利用转换器装置(顺向转换器)将从交流电源输入的交流转换为直流并向直流链路输出，进一步利用转换器装置(逆向转换器)将直流链路的直流转换为交流，并将该交流的电力用作电动机的驱动电力。在将电动机驱动装置的转换器装置的直流输出侧与转换器装置的直流输入侧相连接的直流链路中设置直流链路电容器。直流链路电容器具有抑制转换器装置的直流输出的脉动成分的功能和蓄积转换器装置生成交流电力所使用的直流电力的功能。直流链路电容器需要从紧接电动机驱动装置启动后起到电动机的驱动开始前(即，由转换器装置进行的电力转换动作开始前)为止预先进行充电。该充电一般被称为初始充电(或者预备充电)。利用具有开关和与开关并联连接的充电电阻器的初始充电部进行初始充电。初始充电部的开关仅在紧接电动机驱动装置启动后的直流链路电容器的初始充电期间内被断开(关断)，在电动机驱动装置驱动电动机的正常动作期间内维持闭合(接通)的状态。更为详细地说，在从紧接电动机驱动装置启动后(紧接电源接通后)起到电动机的驱动开始前为止的初始充电期间内将开关断开(关断)，由此从转换器装置输出的直流电力通过充电电阻器流入直流链路电容器，来对直流链路电容器进行充电。当直流链路电容器被充电至规定的电压时，将开关从断开切换为闭合来完成初始充电动作。在将初始充电部的开关从断开切换为闭合来完成初始充电动作时，流入同被输入到转换器装置的交流电压的峰值与直流链路电容器电压值之差(电压差)相应的大小的涌入电流。在日本特开2013-198172号公报中记载了以下内容，“是由设置在继电器的后级的用于吸收电源噪声的平滑电容器的动作所引起的，在继电器开启时，如果电容器的充电电压低，则涌入电流经由继电器流向电容器”。例如在日本特开2000-060127号公报中所记载的那样，已知一种涌入电流抑制电路，其特征在于，具备：涌入电流防止部，其包括抑制来自交流电源的交流电流的电流抑制用电阻器、使该电阻器短路的开关元件以及控制该开关元件的接通、关断的开关控制部；整流电路，其对经由该涌入电流防止部输入的交流电压进行整流；以及力率改善部，其包括经由电抗器和二极管施加由该整流电路产生的整流输出电压的电容器、在所述电抗器中蓄积能量并切换为将该能量经由所述二极管输入到所述电容器的切换晶体管以及检测电流并以避免该电流超过设定电流的方式控制所述切换晶体管的导通和截止的导通时比率的切换控制部，其中，设置有时序控制部，该时序控制部控制时机，使得在动作开始时将所述涌入电流防止部的所述开关元件设为关断，在规定时间后使所述力率改善部的所述切换晶体管的导通和截止动作开始，之后，在规定时间后将所述涌入电流防止部的所述开关元件设为接通来使所述电流抑制用电阻器短路。另外，例如在日本特开2013-219875号公报中所记载的那样，已知一种电动机驱动装置，包括：转换器部，其将交流电源的交流电力转换为直流电力；转换器部，其将由该转换器部转换得到的直流电力转换为频率可变的交流电力，该电动机驱动装置的特征在于，所述转换器部具有：电源电压监视部，其监视交流电源的各相电压并检测停电；直流链路电压检测单元，其监视直流链路电压并检测低电压；计算单元，其对所述转换器部和搭载于所述转换器部的直流链路平滑用电容器的总容量进行计算；能够根据需要改变瞬时停电时的直流链路低电压警报检测电平的单元；以及保护单元，其监视所述直流链路电压，在所述直流链路电压低于所述直流链路低电压警报检测电平的情况下发出警报来保护所述转换器部，其中，在所述交流电源的所述电源电压监视部检测到停电的情况下，与所述直流链路平滑用电容器的总容量相应地提高所述直流链路低电压警报检测电平。以往，已知如下一种方法：在转换器装置中，在被输入的交流电压的峰值与直流链路电容器电压值之差(即电压差)达到某个电压基准值的情况下，将初始充电部的开关从断开切换为闭合来完成初始充电动作。一般地，电源阻抗越小，在将初始充电部的开关从断开切换为闭合时在转换器装置中产生的涌入电流越大。由此，当电源阻抗是最小的值即“零”时，作为初始充电动作是否完成的判断基准(即是否将初始充电部的开关从断开切换为闭合的判断基准)的电压基准值被唯一地假定，将在该假定下预想产生的涌入电流设定为不会超过不破坏转换器装置的最大电流(以下，称为“允许涌入电流”。)那样的值。然而，实际上电源阻抗不为零。特别是在电源阻抗大的情况下，与电源阻抗为零的情况相比，在将初始充电部的开关从断开切换为闭合时在转换器装置中产生的涌入电流更小。因而，在电源阻抗大的情况下，在假定电源阻抗为零的情况下设定的基准电压值可以说是过分地畏惧因涌入电流对转换器装置造成的破坏而设定的值，相对于转换器装置原本具有的允许涌入电流存在过量的富余。另外，电源阻抗越大则充电电流越小，直流链路电容器的初始充电时间也越长。由此，当电源阻抗为零时唯一地假定并设定的基准电压值未必是最佳的值。专利文献1：日本特开2013-198172号公报专利文献2：日本特开2000-060127号公报专利文献3：日本特开2013-219875号公报
技术实现思路
在直流输出侧具有直流链路电容器的转换器装置中，期望一种无论电源阻抗的大小如何都能够使直流链路电容器的初始充电时间最优化的技术。根据本公开的一个方式，转换器装置具备：主电路部，其将从交流电源输入的交流转换为直流并向处于直流侧的直流链路输出；直流链路电容器，其被设置于直流链路；交流电压检测部，其检测主电路部的交流输入侧的交流电压峰值；直流链路电容器电压检测部，其检测对直流链路电容器施加的直流链路电容器电压值；初始充电部，其具有用于将主电路部与直流链路电容器之间的电路接通和断开的开关以及与该开关并联连接的充电电阻器，在开关的断开期间内利用经由充电电阻器供给的来自主电路部的直流电力对直流链路电容器进行初始充电，在直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差为电压基准值以下时，将开关从断开切换为闭合，由此完成直流链路电容器的初始充电动作；电流检测部，其检测流入主电路部或者从主电路部流出的电流的电流值；以及电压基准值设定部，其根据在开关从断开切换为闭合时由电流检测部检测出的电流值来设定电压基准值。附图说明想要通过参照以下附加的附图来更加明确地理解本专利技术。图1是表示一个实施方式的转换器装置的图。图2是表示一个实施方式的转换器装置的每一次的初始充电动作的动作流程的流程图。图3A是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第一次的初始充电动作中的各波形。图3B是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第二次的初始充电动作中的各波形。图3C是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第n次的初始充电动作中的各波形。图4是表示在主电路部的交流输入侧设置有电流检测部的一个实施方式的转换器装置的图。具体实施方式以下，参照附图对使直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转换器装置，具备：主电路部，其将从交流电源输入的交流转换为直流并向处于直流侧的直流链路输出；直流链路电容器，其被设置于所述直流链路；交流电压检测部，其检测所述主电路部的交流输入侧的交流电压峰值；直流链路电容器电压检测部，其检测对所述直流链路电容器施加的直流链路电容器电压值；初始充电部，其具有用于将所述主电路部与所述直流链路电容器之间的电路接通和断开的开关以及与所述开关并联连接的充电电阻器，在所述开关的断开期间内利用经由所述充电电阻器供给的来自所述主电路部的直流电力对所述直流链路电容器进行初始充电，在所述直流链路电容器电压值与所述交流电压峰值之差为电压基准值以下时，将所述开关从断开切换为闭合，由此完成所述直流链路电容器的初始充电动作；电流检测部，其检测流入所述主电路部或者从所述主电路部流出的电流的电流值；以及电压基准值设定部，其根据在所述开关从断开切换为闭合时由所述电流检测部检测出的电流值来设定所述电压基准值。

【技术特征摘要】
2017.05.01 JP 2017-0912231.一种转换器装置，具备：主电路部，其将从交流电源输入的交流转换为直流并向处于直流侧的直流链路输出；直流链路电容器，其被设置于所述直流链路；交流电压检测部，其检测所述主电路部的交流输入侧的交流电压峰值；直流链路电容器电压检测部，其检测对所述直流链路电容器施加的直流链路电容器电压值；初始充电部，其具有用于将所述主电路部与所述直流链路电容器之间的电路接通和断开的开关以及与所述开关并联连接的充电电阻器，在所述开关的断开期间内利用经由所述充电电阻器供给的来自所述主电路部的直流电力对所述直流链路电容器进行初始充电，在所述直流链路电容器电压值与所述交流电压峰值之差为电压基准值以下时，将所述开关从断开切换为闭合，由此完成所述直流链路电容器的初始充电动作；电流检测部，其检测流入所述主电路部或者从所述主电路部流出的电流的电流值；以及电压基准值设定部，其根据在所述开关从断开切换为闭合时由所述电流检测部检测出的电流值来设定所述电压基准值。2.根据权利要求1所述的转换器装置，其特征在于，所述电压基准值设定部根据预先规定的允许涌入电流值与在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田友和，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP